Трехфазный преобразователь частоты

Трехфазный преобразователь частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода. Целью изобретения является упрощение путем уменьшения числа фазных обмоток входного источника питания и улучшение качества входных и выходных токов за счет уменьшения их коэффициента гармоник. Устройство содержит три трехфазных моста 1-3 на ключах 4-21 переменного тока и три гальванически разделенные фазные обмотки 22-24, выполненные с промежуточными отводами, делящими обмотку на равные части. За период модуляции выходное напряжение формируется из двенадцати векторов, что соответствует числу эквивалентных фаз. Учитывая, что значение одной половины векторов .несколько отличается от другой половины векторов, коэффициент гармоник выходного напряжения равен 0,17. При этом трансформатор выполнен с одним комплектом вторичных обмоток. 4 ил. 2f С 28/ 36 I 39 927 СО :& СО (Сг)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1319193 А1. (дд 4 Н 02 М 5/27

Н ABTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А, В С, ГОСУДАРСТВЕКК Й КОМИТЕТ GCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3977141/24-07 (22) 10,11.85 (46) 23.06.87. Бюл, é 23 (7 1). Московский энергетический институт (72) Г.С.Мыцык и В.В.Михеев (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 736296, кл. Н 02 M 5/27, 1977.

Авторское свидетельство СССР

В 817919, кл. Н 02 М 5/27, 1977, Авторское свидетельство СССР

N 771821, кл. Н 02 М 5/27, 1978 °

Жемеров Г.Г.Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. — M. Энергия, 1977, с. 16 (рис, 1-9), с. 230 (рис. 11-13). (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода. Целью изобретения является упрощение путем уменьшения числа фазных обмоток входного источника питания и улучшение качества входных и выходных токов эа счет уменьшения их коэффициента гармоник.

Устройство содержит три трехфазных моста 1-3 на ключах 4-21 переменного тока и три гальванически разделенные фазные обмотки 22-24, выполненные с промежуточными отводами, делящими обмотку на равные части. За период модуляции выходное напряжение формируется из двенадцати векторов, что соответствует числу эквивалентных фаз.

Учитывая, что значение одной половины© векторов .несколько отличается от другой половины векторов, коэффициент гармоник выходного напряжения равен

0,17. При этом трансформатор выполнен с одним комплектом вторичных обмоток.»

4 ил.

Впв

1319193

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования частоты переменного напряжения-..

Цель изобретения — упрощение путем сокращения числа фазных обмоток входного источника питания и улучшение качества входного и выходного токов за счет уменьшения величины их коэффициента гармоник.

На фиг.1 показана структурная схема силовой части предлагаемого преобразователя; на фиг.2 — структурная схема системы управления; на фиг.Ç— временные диаграммы, поясняющие формирование сигналов управления и выходного напряжения; на фиг.4 — логический узел.

Трехфазный преобразователь частоты содержит три трехфазных моста 1-3, выполненных на управляемых ключах

4-21 переменного тока, и три гальванически разделенных фазные обмотки

22-24 генератора (или вторичных обмоток трансформатора). Обмотки 22-24 (фиг.1) являются вторичными обмотками трансформатора. Одни одноименные по полярности выходные выводы 25-27 мостов 1-3 объединены в нулевую точку

"01", а другие выводы 28-30 образуют выходные выводы устройства (А, В

С ) для подключения нагрузки. К первым входным выводам 31-33 мостов 1-3 подключены одни одноименные по полярности концы соответствующих обмоток 22-24, к вторым входам 34-36 мостов 1-3 — промежуточные отводы соответствующих обмоток 22-24, делящие их на равные по числу витков части, а к третьим входам 37-39 указанных мостов — вторые. концы соответствующих обмоток 22-24.

Система 40 управления (фиг.2) содержит задатчик 41 частоты, к выходу которого подключен вход триггера 42, инверсным выходом связаннога с входом трехканального распределителя 43 импульсов и с соответствующим входам каждого из трех идентичных каналов

44-46 трехканального логического узла 47. К остальным входам каждого канала логического узла 47 подключены выходы каналов распределителя 43 импульсов и прямой выход триггера 42.

Связи между входами каждого из каналов 44-46 логического узла 47 и выходами триггера 42 и распределителя 43

2»»10 3»»19 4» ь» „=: Y< — для канала 46 и импульсов определяются в соответствии со следующими равенствами:

Х„:= а, Х2 = а, Хз = Ь, Х» = b»Õ =ñ»

Х := с, Х„= Г, Х =. Р— для канала 44, Х,=с,Х=с,Хэ=а,Х»=а, 9 Ь» Х Ь» Х1 Р» Х Р для канала 45, Х„=Ь, X2 — Ь, Хэ — с, Х»=с, а, X = а, X„=F, Х9=F — для канала 46.

Каждый из трех каналов 44-46 логического узла 47 синтезируется на основе следующих логических выражений, определяющих связи между его входными и выходными сигналами:

У1 — Х2 + Х1 ЛЗ ХВ

У2 Х1 + XZ ХФ ХВ1

= Х„.Х, Х.Х;

2 1 Э»» ь Х„Х»»

= Y» Х,,.Х3

Связи между выходами каналов 44-46 логического узла 47 и управляющими входами ключей 4-21 мостов 1-3 определяются в соответствии со следующими равенствами: » » У1» у У2» 1 » Уэ» » 1 У»»

Ув 5 »9 моста 1, " 1И 1 » "11 2 » 4 Э » 13 + » р = Y g ч»1 = У вЂ” для канала 45 и моста 2, »Ц У1»

"20 моста 3, где у — „ — сигналы управления ключами 4-21.

40 На фиг.4 узел 47 построен на шести логических элементах ЗИ, двух логических элементах 2И-НЕ, двух логических элементах 2ИЛИ и двух логических .элементах HE.

45 Принцип работы трехфазного преобразователя частоты поясняется временными даграммами (фиг,З), где U« выходной сигнал задатчика 41 частоты, F Р— сигналы соответственно на пря50 мом и инверсном выходах триггера 42,. а, а, Ь, b с, с — сигналы на парафазных выходах распределителя 43 импульсов, ь — 1 .- алгоритмы переклю.чения соответствующих ключей 4-15 мо55 став 1 и 2; U> „, U, — напряжения между выходными выводами А, В, С и точкой "01 соответственно; U

4282 напряжение между выводами А и В .

3 1319

Трехфазный преобразователь частоты работает следующим образом.

Выходное (линейное) напряжение устройства (Б„2 ) получается как разность выходных напряжений двух мостов, например дгв 1142о1 В2о °

Формирование выходных напряжений мостов 1-3 поясним на примере выходного напряжения U „ моста 1. Ключи 10

4-9 моста 1 переключаются в соответствии с сигналами управления -у, поступающими на их управляющие входы с соответствующих выходов канала 44 логического узла 47 через блок галь- 15 ванической развязки и усиления. Этот блок (ввиду его стандартности) на фиг.2 не изображен. Такой алгоритм переключения ключей 4-9 обеспечивает подключение к выходным выводам 25 и 20

28 моста 1 то всей обмотки 22, то ее половины, а также изменение полярности подключения обмотки 22 к выводам

25 и 28. В результате на указанных выводах Формируется напряжение U> 9 (фиг ° 2в)..

Трехфазный преобразователь может быть использован в режимах выделения как разностной, так и суммарной частот, т.е. справедливо 30

4 = f, + f„° где f„ — частота сети;

1„ — частота модуляции;

f — частота основной гармоники

2 выходного напряжения (см. фиг.3).

На фиг.3 показан режим выделения разностной частоты, когда

,-f1-КМ.

За период модуляции Т„ (фиг.3) выходное напряжение формируется иэ

12 векторов, что соответствует числу эквивалентных фаэ m, из которых оно

t9 формируется, равному 12. 45

Учитывая, что значения одной половины векторов несколько отличаются от другой половины векторов, коэффициент гармоник выходного напряжения равен 0 17 (вместо К = 0,15 при ра" 50 венстве значений всех векторов). Это значение почти в два раза меньше, чем в известном преобразователе (К

0,31). Кроме того, в предлагаемом устройстве трансформатор (или гене- 55 ратор) выполнен с одним комплектом вторичных обмоток, а не с тремя, как у известного, что обеспечивает повыФормула изобретения

Трехфазный преобразователь частоты, содержащий три трехфазных моста на управляемых ключах переменного тока, одни одноименные полярности выходные выводы которых объединены в нулевую точку, а другие образуют выходные выводы преобразователя, а также гальванически разделенные фазные обмотки генератора или вторичные обt моткИ трансформатора, одни одноименные по полярности концы которых подключены к первым входным выводам соответствующих мостов, и систему управления из последовательно связанных между собой задатчика частоты, триггера с парафаэным выходом с сигналами

F F и трехканального распределителя импульсов с парафазными выходами, выполненного по пересчетной схеме и обеспечивающего формирование сигналов: на выходах 1-ro канала — а, а

2-ro — Ь, Ь, 3-го — с, с, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения путем сокращения числа упомянутых фазных обмоток и улучшения качества выходного и входного токов за счет уменьшения величины их коэффициента гармоник, каждая из фазных обмоток выполнена с промежуточным отводом, делящим ее на равные по числу витков части и подключенным к второму входному выводу соответствующего моста, к третьему входному выводу которого подключен второй конец этой обмотки, а упомянутая система управления снабжена дополнительно введенным трехканальным логическим узлом, образующим своими выходами выходные выводы системы управления, а входами подключенным к соответствующим парафазным выходам распределителя импульсов и триггера, причем каждый иэ каналов логического узла синтезирован на основе следующих логических выражений, определяющих связь между его входными и выходными сигналами: хз xs» х„+ х х„х,;

Х, Х,Х, Х„. х ..х,.x„-õ», у,.х, х4

У ь Х . Х 39

z у

У5

Уь

193 4 шение технологичности устройства при его практической реализации.

131 где Х, и Y. — сигналы соответственно на i-м входе и j-м выходе канала логического узла, а связи между входами каналов логического узла и выходами распределителя импульсов и триггера определяются в соотношении со следующими равенствами:

Х„=а, Х =а,Х =Ъ,Х+=b, <У

Е а а

Ф

b с с

Ч у б

9193 б с, Х с. — для первого, Х1=с, Х2=сУ Хз=а, Х,=а, Х = Ь, Х = b — для второго, Х„ = b, Х - b, Х = с, Х = с, Х = а, Х = а — для третьего каналов логического узла, Х„= F Х = F— для каждого из упомянутых каналов логического узла.

9g

77777

Мд

7× W$ об

Ч 77

7 7!В

Ющ

«7га

+21

131 9193

Составитель И.Жеребина

Техред Я. Глущенко Корректор В.Бутяга

Редактор И.Шулла

Заказ 2524/51 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4